14.1 热机-2021-2022学年九年级物理全册举一反三系列（人教版）

14.1 热机（解析版） 本节学习目标 1.认识热机四冲程工作过程中的能量转化； 2.了解四冲程热机的构造和工作原理； 3.能识别热机四冲程； 4.了解四冲程热机各冲程工作过程； 5.了解汽油机和柴油机异同。 要点一 热机 1.汽油机 （1）汽油机的构造：气缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。 （2）汽油机的工作过程：吸气、压缩、做功、排气。 1 吸气冲程。进气门打开，排气门关闭，活塞由气缸最上端向下运动，汽油和空气的混合物从进气门被吸入气缸。当活塞运动到最下端时，进气门关闭。 2 压缩冲程。进气门和排气门都关闭，活塞由气缸的最下端向上运动，燃料混合物被压缩，气缸内温度升高，气压增大。 3 做功冲程。在压缩冲程结束后，火花塞产生电火花，点燃燃料混合物。燃料混合物剧烈燃烧，产生高温、高压燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆驱使曲轴转动。 4 排气冲程。进气门关闭，排气门打开，活塞从气缸最下端向上运动，把废弃排出气缸，为下一个循环做好准备。 2．柴油机 （1）柴油机的构造：气缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油嘴。 （2）柴油机的工作过程：吸气、压缩、做功、排气。 1 吸气冲程。进气门打开，排气门关闭，活塞由气缸最上端向下运动，空气从进气门被吸入气缸。当活塞运动到最下端时，进气门关闭。 2 压缩冲程。进气门和排气门都关闭，活塞由气缸的最下端向上运动，燃料混合物被压缩，气缸内温度升高，其温度超过柴油的燃点。 3 做功冲程。在压缩冲程结束后，由喷油嘴向气缸内喷射雾状的柴油，这些柴油在气缸内高温的空气中剧烈燃烧，产生高温、高压燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆驱使曲轴转动。 4 排气冲程。进气门关闭，排气门打开，活塞从气缸最下端向上运动，把废弃排出气缸，为下一个循环做好准备。 【要点诠释】 （1）汽油机和柴油机的工作原理：汽油或柴油在气缸里燃烧时生成高温高压的燃气，用来推动活塞做功。活塞通过连杆使内燃机的飞轮转动，从而带动其他机械转动。 （2）活塞在气缸内往复运动，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 （3）在一个工作循环中，汽缸内的活塞往复两次，曲轴转动两周。 （4）四个冲程中只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮惯性完成的。 （5）一个工作循环有两次能量转化，在压缩过程中，机械能转化为内能，在做功过程中，内能转化为机械能。 【例】柴油机工作一个循环需四个冲程，其中由机械能转化为内能的是（　　）。 A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】B。 【解析】在汽油机一个工作循环的四个冲程中，在压缩冲程中，压缩燃料的混合物做功，将机械能转化为内能，温度升高、内能增加；在做功冲程中，高温高压的燃料被点燃燃烧形成高温高压的燃气，燃气膨胀做功，将内能转化为机械能，故选B。 【点睛】内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程。 【考点分析】本题主要考查对热机一个工作循环中各冲程情况的了解以及工作的实质，并掌握涉及能量转化的两个冲程。 【变式1】柴油机和汽油机在构造上的主要区别是：柴油机气缸顶部有 ，汽油机气缸顶部有 ，在吸气冲程中的不同是：汽油机吸入气缸里的是 ，柴油机吸入气缸里的是 。 【答案】喷油嘴；火花塞；空气与汽油的混合物；空气。 【解析】（1）汽油机和柴油机在构造上的区别是：汽油机顶部有个火花塞，柴油机顶部有个喷油嘴； （2）在吸气冲程里，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的是空气，故答案为：喷油嘴；火花塞；空气与汽油的混合物；空气。 【点睛】总结汽油机和柴油机的异同点：①相同点：四个冲程相同，能的转化相同；②不同点：①吸入的物质不同；②结构不同；③压强不同，效率不同；④点火方式不同。 【总结升华】此题考察内燃机的工作原理，属基础题。 【变式2】如图，表示做功冲程的示意图是(　 )。 【答案】B。 【解析】内燃机的工作过程是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。在做功冲程里进气门、排气门关闭，高温高压燃气推动活塞向下运动，活塞又通过连杆使曲轴转动。由图来判断，(B)图中进气门、排气门关闭，活塞向下运动，应为做功冲程。 【考点分析】对内燃机四个冲程的判断，要结合气门和活塞运动情况进行判断。 【变式3】关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程有以下几种说法： ①在吸气冲程中，都会吸入空气； ②在做功冲程中，是机械能转化为内能； ③只有做功冲程是燃气对外做功； ④汽油机和柴油机的点火方式相同； 以上说法中正确的是（　　）。 A．只有①②③ B．只有①③ C．只有②④ D．只有②③④ 【答案】B。 【解析】①